DE1929568A1 - Elektrochemische Zelle - Google Patents

Elektrochemische Zelle

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DE1929568A1
DE1929568A1 DE19691929568 DE1929568A DE1929568A1 DE 1929568 A1 DE1929568 A1 DE 1929568A1 DE 19691929568 DE19691929568 DE 19691929568 DE 1929568 A DE1929568 A DE 1929568A DE 1929568 A1 DE1929568 A1 DE 1929568A1
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DE
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sulfur dioxide
depolarizer
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electrochemical cell
cell
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Maricle Donald Leonard
Mohns John Phillip
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Wyeth Holdings LLC
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American Cyanamid Co
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

American Cyanamid Company, Wayne, Ή evr Jersey, V.St.A.
Elektrochemische Zelle
(Zusatz zu Patent P 15 71 943.4).
Die Erfindung bezieht sich auf elektrochemische Zellen und Batterien und betrifft die weitere Ausbildung und/oder Verbesserung des Gegenstands von Patent . ... ... (Patentanmeldung P 15 71 943.4).
L'ü Hauptpatent (Patentanmeldung P 15 71 943.4) ist eine elektrochemische Zelle beschrieben, die im wesentlichen aus einer Anode aus einem Metall, das Schwefeldioxid zu reduzieren vermag, und einer Kathode aus einem Material, daa gegen Schwefeldioxid praktisch inert ist, auf dem jedoch Schwefeldioxid reduzierbar ist, besteht, die in eine
BAD 1098 21/0718
Misellung aus Schwefeidioxidlosung und einem Elektrolytsalz, das gegen Schwefeldioxid und das Anod&nmetall praktis-ch inert ist, eintauchen, wobei die Schv/efeldioxidlösung als Kathodendepolarisator dient.
Es wurde nun gefunden, daß ne^en. dein Schwefeldioxid als Hauptkathodendepolyrisator eine kleinere Menge eines unlöslichen Depolarisator, zum Beispiel Silber-, Kupfer-, nickelhalogenide oder Metalloxid verwendet werden können.
Elektrolytsalze, die wegen ihrer ungewöhnlich hohen Leitfähigkeit, ihrer Löslichkeit in der Schv/efGidioxidlösun~ und ihres verhältnismäßig inerten Verhaltens gegen die Elektrodeninaterialien besonders bevorzugt sind, sind Lithiumperchlorat und Lithiumhalogenide, besonders Lithiumbromid. Diese Elektrolytsalze haben sich als besonders vorteilhaft für reversible Zellen erwiesen.
Die Bestandteile und der Aufbau solcher Zellen und Batterien sind ausführlich im Hauptpatent beschrieben, auf das hierin Bezug genommen wird.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Darin beziehen sich alle Angaben über Teile auf G-ewichtsteile, wenn nichts anderes angegeben ist»
Beispiele 1 und 2
Es wird eine Zelle mit praktisch gleichem Aufbau wie in Beispiel 1 des Hauptpatents verwendet. Als Elektrolyt dient Lithiumbromid und als Anode eine Lithiumplatte. Als Kathoden werden poröse Kohlestrukturen mit hoher Oberfläche verwendet, die an einem metallischen Stromleiter aufgehängt sind.
Die Leistung der Zellen ist in Tabelle I angegeben.
109821/0718
BAD ORiGSNAL
Tabelle I
Bei- Stromdichte Entladungs- Kapazität der Erstspiel polarisation entladung auf +IpO^
Kapazität späterer Entladungen
(2.Entladung)
Wiederaufladung j Wirkungsgrad
(1 .Wiederaufladung )
,7 ma/cm'
-!-2,72? ■i-2s52Y in 9,1 Stdn.
3255 Goulom"b/g
Kathodengev/t Coulomb/g
Kathodengev/.
Bereich; +3,53 bis +3,63V Wirkungsgrad: 98,3 1°
15)7 ma/cm'
, bis 295V in 11j4 Stdn,
4033 Goulomb/g
Kathodengew«,
(2.Entladung) (1.Wieder i,55 0 #
Kapazität iden aufladung) 1929568
tisch mit Erst Bereichs +3 Wirkungsgrad s
entladung bis 3,6Y 100,
Beispiel ;>
Es wird eine Zelle mit einen Aufbau wie in Beispiel 1 und 2 verwendet.
Die Elektrolytlösung aus 1 : 1 Aeetonitril/Propylencarbonat, " SOp und 1 in LiBr wird bis auf eine Höhe unmittelbar unter den Elektroden eingefüllt. Dann wird.der Zelle SOp aufgepreßt, wodurch der Spiegel der Lösung über die Elektroden ansteigt. Diese Batterie hat zunächst einen Widerstand von 1,87 Ohm.
Der Betrieb dieser Zelle ist in der folgenden Tabelle angegeben.
109821/07.18 BADORIOiNAL
Betrieb
Stromdichte'von ladung und Entladung betrug 1,3 ma/cz:· (200 ma). Zuerst wurde entladen
Entladung 2,65V bis 2,0V
Cv ο Clip Stunden Milliäqu-ivalente
(O
00		 1 13,9 100,08
!•Ο 2 4,75 34,20
■»·»» 3 4,03 29,02
4 3,70 26,64
5 9S35 67,32
6 10,06 72,4.3
7 8,37 60926
8 6,93 49,90
Φ 9 4,40 31,97
O 10 5,58 40,18
ORI 11 3,61 25,99
GIN 12 2,37 17,06
13 1,60 11', 74
1,35 9,72
15 1,13 8,14
Wiederaufladung 3,4V bis 3,75V
Milliäquivalente
100,08 34,20 29,02 86,04 ■91,34 87,62 74,66 49,97 73*37 40918 25,99 17,28 11,74 9,72 8,14
Wirkungsgrad der Auf
ladung		 (Überladung) S
34 tt vjn
85 It
92 tt
78 «,_
79 (überladen)Druck
bei 0,35 atu (5
Ibc.) gehalten
69
67
64
55
^ 65
66
69
82
83
85 929568
Dieser Betrieb wurde bis zur 17-ten Entladung fortgesetzt, bei der die Kapazität auf 0,7 Stunden abfiel» Die Gesamtentladung bis zum 15-ten Gyclus betrug 584,7 Milliäquivalente. Die Wiederaufladung belief sich auf 739,4 Milliäquivalente oder 154,7 Milliäquivalento Überschuß, wobei die Zelle im entladenen Zustand verbleibt.
Alle derartigen Zellen und Batterien, wie sie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben sind, sind für vor- ^ schiedene Anwendungszwecke ohne Slektrodenseparatoren und andere Kathodendepolarisatoren als Schwefeldioxid geeignet, in vielen Fällen sind jedoch Zellen und Batterien vorteilhaft, die zusätzlich übliche Elektrodenseparatoren, sowie Depolarisatoren enthalten, wie sie in den folgenden Beispielen 4 und 5 beschrieben sind.»
Im Rahmen der Erfindung liegen i'uo/^o-r ausser vollständig wasserfreien Systemen auch Zellen und 3atterien, die nicht mehr als kleine Mengen Wasser in der Mischung aus Slektro-• lytsalz und Schwefeldioxidlösung (und gegebenenfalls Colösungsmittel) enthalten, da es in der Praxis häufig schwierig ist, einen vollständig wasserfreien Zustand zu W erreichen. Die erfindungsgesäßen Zellen und Batterien können daher als praktisch nichtwässrige Systeme bezeichnet werden, d.h.-als Systeme, die nicht mehr als die geringe Menge Wasser enthalten, die ohne Schaden für die Anode oder andere Elemente des Systems zugelassen werden kann.
Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Zellen v/erαen mit einem unlöslichen Kathod&ndepolarisator als Anfangsdepolarisator in einer Schwefeldioxid enthaltenden Lösung betrieben, die Kapazität der Elektrode übertrifft jedoch bei weitem die vorhandene Menge an unlöslichem Depolari-
109821 /0718
BAD ORIGINAL
sator» Der übrige Strom wird durch Schwefeldioxidreduktion geliefert.
3s wird eine Zelle aufgebaut, die mit der von Beispiel 1 des Hauptpatents praktisch identisch ist, mit der Ausnahme, daß der Elektrolyt .aus einer mit Schwefeldioxid gesättigten 1 molaren Lösung von LiAlCl. in Propylencarbonat und die Kathode aus 1 cm Silber/Silberchlorid besteht. Der Wirkungsgrad dieser Zelle, bezogen auf festen Kathodendepolarisator beträgt 200 <fo.
Beispiel 5
Es wird eine Zelle aufgebaut, die mit der von Beispiel 1 des Hauptpatents praktisch identisch ist, mit der Ausnahme, daß der Elektrolyt aus einer mit Schwefeldioxid gesättigten 1 molaren Lösung von LiAlCl, in -^ropylencarbonat und die Kathode aus 0,5 cm Silber/Silberoxid besteht. Der Wirkungsgrad dieser ZeIIe9 bezogen auf festen Kathodendepolarisator, beträgt 350 $.
SAD
109821/0718

Claims (4)

Patentansprüche
1. Weitere Ausbildung der elektrochemischen Zelle nach
Pate.nt . " (Patentanmeldung P 15 71 943.4),
dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemische Zelle Schwefeldioxid als Hauptdepolarisator und eine kleinere iVienge eines unlöslichen Kathodendepolarisators enthält.
2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unlösliche Kathodendepolarisator aus einem Metallhalogenid oder einem Metalloxid besteht.
3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrolytsalz aus einem Lithiumhalogenid besteht.
4. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenid aus Lithiumbromid besteht.
109821/0718
DE19691929568 1968-06-11 1969-06-11 Galvanisches primaerelement mit einer loesung aus elektrolyt und depolarisator, in die eine negative und eine positive elektrode ohne separation eintauchen Granted DE1929568B2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US73597168A 1968-06-11 1968-06-11

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DE1929568A1 true DE1929568A1 (de) 1971-05-19
DE1929568B2 DE1929568B2 (de) 1973-01-11

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DE19691929568 Granted DE1929568B2 (de) 1968-06-11 1969-06-11 Galvanisches primaerelement mit einer loesung aus elektrolyt und depolarisator, in die eine negative und eine positive elektrode ohne separation eintauchen

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